Question

工業產品碳酸鈉中，常混有氯化鈉，測定碳酸鈉質量分數的儀器裝置如圖所示：

供選用的試劑有：NaOH溶液、飽和石灰水、蒸餾水、濃硫酸、稀硫酸、濃鹽酸、稀鹽酸、硝酸、堿石灰、無水氯化鈣、無水硫酸銅、試樣（含有少量氯化鈉的碳酸鈉）．請回答：
（1）各有關儀器中使用的藥品及作用．
A．

NaOH溶液

，作用

吸收空氣中的CO₂

；
B．

試樣

，作用

產生CO₂

；
E中裝入的試劑是

堿石灰

．
（2）實驗步驟（到得到實驗數據止）：
①稱量：稱試樣質量為m₁，裝有干燥劑的球形干燥管的質量為m₂，并記錄數據．
②稱量實驗完后干燥管質量為m₃，并記錄數據．
③關閉甲彈簧夾，將分液漏斗中的稀硫酸加到裝有試樣廣口瓶中．
④反應完全后，打開彈簧夾甲，用打氣球鼓氣，直至裝置中的CO₂全部趕出為止．
⑤有關儀器中裝上藥品待用．
⑥在接球形干燥管前先檢查裝置的氣密性．
⑦打開甲、乙彈簧夾，用打氣球鼓氣，以趕盡裝置中的CO₂，然后接上已稱量過裝有吸收劑的球形干燥管．
以上實驗操作的正確順序是

①⑥⑤⑦③④②

．
（3）試樣中含碳酸鈉的質量分數是

106(m3-m2)

44m1

×100%

．

Answer 1

分析：原理是利用碳酸鈉與酸反應產生CO₂，通過稱量CO₂的質量來計算碳酸鈉的質量，進而算出碳酸鈉的質量分數，為測量準確，須趕出容器中的CO₂及讓反應產生的CO₂全部被吸收；不用鹽酸，因鹽酸易揮發．
（1）實驗利用通入空氣排出裝置內的二氧化碳，被裝置E完全吸收，空氣中含有二氧化碳會影響質量測定，故應先吸收空氣中的二氧化碳，且加入裝置E的氣體應干燥，故裝置A吸收空氣中的二氧化碳，裝置B產生二氧化碳，裝置D干燥二氧化碳；
（2）實驗步驟為：先稱量樣品與裝有干燥劑的干燥管的質量，在接球形干燥管前，先檢查裝置的氣密性，儀器中裝上藥品待用，排出裝置內的空氣，接上已稱量過裝有吸收劑的球形干燥管，關閉甲彈簧夾，將加稀硫酸加到裝有試樣廣口瓶中，反應完全后，打開彈簧夾甲，用打氣球鼓氣，直至裝置中的CO₂全部趕出為止，稱量實驗完后干燥管質量為m₃，并記錄數據；
（3）根據裝置E的質量變化確定二氧化碳的質量，根據碳元素守恒計算樣品中碳酸鈉的質量，進而計算試樣中含碳酸鈉的質量分數是．

解答：解：原理是利用碳酸鈉與酸反應產生CO₂，通過稱量CO₂的質量來計算碳酸鈉的質量，進而算出碳酸鈉的質量分數，為測量準確，須趕出容器中的CO₂及讓反應產生的CO₂全部被吸收；不用鹽酸，因鹽酸易揮發．
（1）A吸收空氣中的二氧化碳，用NaOH溶液吸收二氧化碳；
裝置B產生二氧化碳，樣品與硫酸在裝置B中反應；
裝置E吸收二氧化碳，測定生成的二氧化碳的質量，應用堿石灰；
故答案為：NaOH溶液，吸收空氣中的CO₂； 試樣，產生CO₂；堿石灰；
（2）實驗步驟為：先稱量樣品與裝有干燥劑的干燥管的質量，在接球形干燥管前，先檢查裝置的氣密性，儀器中裝上藥品待用，排出裝置內的空氣，接上已稱量過裝有吸收劑的球形干燥管，關閉甲彈簧夾，將加稀硫酸加到裝有試樣廣口瓶中，反應完全后，打開彈簧夾甲，用打氣球鼓氣，直至裝置中的CO₂全部趕出為止，稱量實驗完后干燥管質量為m₃，并記錄數據，所以實驗順序為①⑥⑤⑦③④②；
故答案為：①⑥⑤⑦③④②；
（3）二氧化碳的質量為（m₃-m₂）g，根據碳元素守恒計算樣品中碳酸鈉的質量為

(m3-m2)g

44g/mol

×106g/mol=

106(m3-m2)

44

g，試樣中含碳酸鈉的質量分數為

106(m3-m2) 44 g

m1g

×100%=

106(m3-m2)

44m1

×100%．
故答案為：

106(m3-m2)

44m1

×100%．

點評：本題考查物質組成與含量的測定、對實驗方案設計與裝置的理解、化學計算等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．